Проблемы, связанные с транспортным загрязнением городов. Состояние г. Тюмень

Глава 1. ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВОЗДУШНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА. ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ.

     Наличие предприятий, выделяющих вредные выбросы, даже при высокой эффективности  очистных установок (до 97-98 %) существенно  влияет на состояние атмосферного воздуха  городов. В сельской местности загрязненность атмосферы в 10 раз, а в промышленных городах в 150 раз выше, чем над  океаном. Очаги ярко выраженного  загрязнения связаны с зонами промышленных районов крупных городов  и городских агломераций.

     Основные  источники загрязнения  - энергетические установки, промышленные производства, транспорт (особенно автомобильный), коммунально-бытовой  сектор, сельское хозяйство. Значимость тех или других источников загрязнения  воздуха различна в разных странах  и городах, она меняется от уровня научно-технического прогресса, стратегии  взаимодействия техники и природы, уровня благоустройства населенных мест и многих других социально-экономических  факторов.

     К числу основных промышленных источников загрязнения относятся предприятия  черной и цветной металлургии, комплексы химических, нефте- и сланцеперерабатывающих  предприятий по производству строительных материалов. Поскольку на современном этапе развитие процессов урбанизации  за крупным промышленным производством сохраняется определяющая роль основного градообразующего фактора, проблема загрязнения атмосферы - одна из основных  проблем охраны окружающей среды.

     Загрязнение воздуха имеет многообразные  вредные последствия. Воздействия  эти могут быть различны в зависимости  от вида загрязнителя, его концентрации в воздухе, длительности и периодичности  воздействия [1]. 

     1.1 Оценка состояния воздушного бассейна.

     Оценка  состояния воздушного бассейна, прежде всего, включает определение потенциальной  опасности его загрязнения в  зависимости от природно-климатических факторов конкретной территории города или района, определяющих способность атмосферы рассеивать и адсорбировать вредные примеси. Это зависит от характера турбулентного обмена и скорости ветра, наличия туманов, рельефа местности и других факторов. Неблагоприятный характер рассеивания вредных веществ наблюдается, в частности, при наступлении температурных инверсий. Инверсии представляют собой такое состояние атмосферы, при котором температура в приземном слое воздуха растет, а не падает, как это бывает в обычных условиях. При этом нижняя менее нагретая поверхность инверсионного слоя вследствие большей плотности, играет роль экрана, от которого факел загрязняющих веществ отражается к земле и распространяется на большие расстояния.

     Значительное  повышение уровня загрязнения воздушного бассейна, как правило, наблюдается  при застоях воздуха (сочетание  слабых ветров  с приземными инверсиями  температуры) и штилях (низкие скорости ветра  в градации от 0 до 1 м/с). Такие  метеорологические условия характерны, например, для районов горных долин, где имеет место скопление  более плотного и холодного воздуха  в приземном слое, часто наблюдается  высокая устойчивость состояния  воздушных масс. В случае расположения в долинах промышленных предприятий  с вредными выбросами, создаются  опасные условия загрязнения  атмосферы. Положительную роль в  очищении атмосферы играют интенсивное  перемешивание воздушных масс, которое  может складываться на фоне повышенных скоростей ветра и других факторов, а также осадки, обеспечивающие вымывание  примесей из атмосферы.

     Сочетание метеорологических параметров, обуславливающих  тот или иной уровень загрязнения  воздушного бассейна (концентрации примесей в приземном слое воздуха) для  источников с фиксированными параметрами  выбросов принято характеризовать  величиной так называемого «потенциала загрязнения воздуха» (ПЗА) .   

     В процессе оценки загрязнения воздушного бассейна города определяются: основные источники вредных выбросов в  воздушный бассейн (промышленные и  энергетические объекты, автотранспорт) и их характеристики; районы города с уровнем загрязнения атмосферного воздуха сверх нормативного; социально-экономическая  оценка уровня загрязнения атмосферы.

     Для характеристики основных источников вредных  выбросов в воздушный бассейн  по данным инвентаризации (формы статистической отчетности «2ТП-воздух») определяется количественный и качественный состав вредных выбросов, рассчитывается годовой  валовый выброс всех вредных веществ промышленными, энергетическими и транспортными источниками в целом по городу, дается ретроспективный анализ выбросов за 5-10 лет. Оценка загрязнения атмосферного воздуха города и его отдельных районов базируется на расчетных методах определения концентрации вредных веществ и их соединений в приземном слое атмосферного воздуха и установлении ареалов их распространения на территории, прилегающей к источникам выбросов. В России с 1987 г. введен в действие Общесоюзный нормативный документ, регламентирующий усовершенствованную методику расчета загрязнения воздушного бассейна и принцип его санитарно-гигиенической оценки.

     При оценке загрязнения атмосферы на расчетный срок учитываются не только количество выбрасываемых вредных  веществ при существующих объемах промышленного производства, но и предполагаемый рост его мощностей и объемов, возможные варианты очистки, данные об изменении социально-экономических показателей и инфраструктуры города или района. В последние годы широко используются унифицированные программы расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА), например программы типа «эфир», которые позволяют описать вклад в загрязнение до 1000 и более источников загрязнения. Результаты загрязнения воздушного бассейна, полученным на ЭВМ, представляют собой изолинии равных концентраций отдельных веществ или групп. Путем графического совмещения схем распределения концентраций отдельных веществ или групп на территории города составляется итоговая карта районирования городских территорий по загрязнению воздушного бассейна. Такие карты выполняются на опорной схеме города в масштабе 1:25000. На карте выделяют территории со сверхнормативным уровнем загрязнения, а также показывают места расположения основных источников вредных выбросов.

     Уровни  загрязнения воздушного бассейна в  ходе проведения расчетов могут быть описаны либо в натуральных показателях- концентрациях вредных веществ (мг/м3), либо в нормированных показателях, характеризующих кратность превышения ПДК. Поскольку на отдельных участках территории города концентрации вредных веществ могут в несколько раз превышать нормативы ПДК, вводят дополнительную оценку загрязнения по степеням опасности для здоровья населения. Используется условный индекс «Р», характеризующий степень опасности загрязнения для одного компонента или для суммы вредных веществ с учетом кратности превышения ПДК и класса опасности вещества.

     Приоритет в области разработки предельно  допустимых концентраций в воздухе  принадлежит СССР. ПДК - такие концентрации, которые на человека и его потомство  прямого или косвенного воздействия, не ухудшают их работоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий  жизни людей. Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами, осуществляется в ГГО - Главной Геофизической  Обсерватории. Чтобы по результатам  наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения концентраций сравнивают с максимальной разовой предельно  допустимой концентрацией и определяют число случаев, когда были превышены  ПДК, а также во сколько раз  наибольшее значение было выше ПДК. Среднее  значение концентрации за месяц или  за год сравнивается с ПДК длительного  действия - среднеустойчивой ПДК. Состояние  загрязнение воздуха несколькими  веществами, наблюдаемые в атмосфере  города, оценивается с помощью комплексного показателя - индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующие значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют. Максимальные разовые концентрации основных загрязняющих веществ были наибольшими в Норильске (оксиды азота и серы), Фрунзе (пыль), Омске (угарный газ). Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации характерны для городов с численностью населения более 500 тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной [9].

     Результатом оценки может явиться выделение  на территории города зон с «допустимым», «слабым», «умеренным» и «сильным»  уровнем загрязнением. При определении факторов, обуславливающих то или иное состояние атмосферного воздуха, принимаются во внимание особенности планировки и застройки города в целом и его отдельных элементов (ориентация и профили улиц, формирующие аэрационный  режим на городской территории, влияние открытых, застроенных и озелененных пространств на характер движения и турбулентный режим воздушных потоков и др.) [2]. 
 
 
 
 

     Глава 2. ВЛИЯНИЕ ГОРОДОВ НА СОСТОЯНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ. 

     Уровень загрязнения рек, озер, морей и  океанов с каждым годом возрастает. Особую и едва ли не самую серьезную  роль в загрязнении водных объектов играет сброс отработанных промышленных вод. Они загрязняют более 1/3 всего  речного стока. Например, в США  за 70 лет загрязненность рек выросла  в 10 раз, что привело к запрещению купания в реке Миссисипи и  ее притоках. Не лучшим образом обстоит  дело и с водоемами, расположенными в Европейской части России. Так, концентрация аммонийного и нитритного азота увеличилась в 1,5 раза, количество взвешенных и органических веществ достигает от 2 до 12 ПДК, содержание фенолов - от 10 до 41 ПДК, тяжелых металлов - от 8 до 24 ПДК. 

     Наибольший  вклад в загрязнение водных объектов сточными водами вносят такие отрасли  промышленности, как черная и цветная  металлургия, химическая, нефтеперерабатывающая, целлюлозно-бумажная и пищевая. 

     В зависимости от технологических  особенностей производств сточные  воды можно разделить на: 

     1. реакционные воды, загрязненные  как исходными веществами, так  и продуктами реакции; 

     2. воды, содержащиеся в сырье и  исходных продуктах; 

     3. воды после промывки сырья,  продуктов, тары, оборудования; 

     4. водные экстрагенты и абсорбенты; 

     5. бытовые воды из туалетов, после  мытья помещений, душевых; 

     6. воды, стекающие с территории  промышленных предприятий, загрязненные  различными химическими веществами. 

     Промышленные  сточные воды могут иметь кислую, нейтральную или щелочную среду, что приводит к изменению естественного рН в водоемах, в которые сбрасываются эти воды. 

     В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов; в бытовых отходах содержание органических веществ составляет 32-40%. Эти вещества, попадая в почву, создают в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. 

     В случае образования в водоемах поверхностных  пленок, содержащих нефтяные углеводороды, нарушается газообмен на границе сред воздух-вода. Кроме того, загрязняющие вещества могут аккумулироваться в клетках и тканях гидробионтов и оказывать токсическое действие на них.

     Поверхностные воды в промышленно развитых густонаселенных  регионах подвергаются загрязнению коммунально-бытовыми и промышленными стоками, стоками сельхозпредприятий и др. Например, в пределах столицы ежегодно в р. Москву станциями аэрации сбрасывается до 4·106м3 сточных вод; к ним нужно добавить 8·103м3 сточных вод, поступающих от промышленных предприятий. Всего в бассейн р. Москвы поступает 9·103 т загрязняющих веществ, основу которых составляют соединения азота, нефтепродукты, металлы. Все это приводит к тому, что в черте города в водах р. Москвы в 2 раза возрастает количество взвешенных частиц, в 1,5 раза увеличивается минерализация, концентрация растворенного кислорода уменьшается до 1,5-2,0 мг/л, в 5 раз увеличивается концентрация биогенных элементов, в 2 раза по сравнению с фоновым возрастает содержание металлов и нефтепродуктов. По количеству сбрасываемых в водоемы стоков в РФ лидирует Москва - 2367-106 м3, далее следуют Санкт-Петербург - 1519·106 м3, Ангарск - 529·106 м3, Красноярск - 416·106 м3, Новосибирск - 316·106 м3 . 

     Еще одним источником загрязнения природных  вод являются атмосферные воды, несущие  в себе вымываемые из воздуха загрязняющие вещества промышленного происхождения. При стекании по поверхности земли атмосферные и талые воды увлекают за собой органические и минеральные вещества из почвы. В первую очередь это касается территорий санитарно неблагоустроенных населенных пунктов, сельскохозяйственных объектов и угодий, особенно в период весеннего паводка, что приводит к сезонному ухудшению качества питьевой воды. 

     Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, которые содержат большое количество поверхностно-активных моющих средств, также являются источниками загрязнения природных вод. Наличие в стоках поверхностно-активных моющих средств губительно сказывается на флоре и фауне. Например, 10-25 мг моющих химических средств на 1 л воды ядовиты для водной флоры. При концентрации моющих средств 1 мг/л гибнет планктон, при 3 мг/л - дафнии, 15 мг/л - рыбы. Кроме того, в городских сточных водах может содержаться в среднем (мг/л): 1б,9 - калия, 0,5 - меди; 0,5 - свинца; 0,8 - железа; 23,2 - натрия; 0,2 - цинка; 6,6 - фосфора, 4,53 - жиров. Разложение большого количества органических веществ в стоках приводит к дефициту кислорода и накоплению сероводорода, в результате чего со временем такие водоемы «умирают».